CN111909734A - 一种高炉煤气有机硫脱除方法 - Google Patents

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朱颖
马从生
马勇
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Abstract

本发明涉及一种高炉煤气有机硫脱除方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、高炉煤气初步过滤；步骤S2、吸收塔吸收；步骤S3、解析再生；步骤S4、再次解析再生。本发明还公开了根据所述高炉煤气有机硫脱除方法制得的脱硫高炉煤气。本发明提供的高炉煤气有机硫脱除方法工艺简单，易操作，适合连续规模化生产，可快速、安全、高效地对高炉煤气有机硫进行脱除，脱除效果好、效率高，二次污染小，能实现经济效益、社会效益和生态效益的有机统一。

Description

一种高炉煤气有机硫脱除方法
技术领域
本发明涉及高炉煤气净化技术领域，尤其涉及一种高炉煤气有机硫脱除方法。
背景技术
高炉炼铁是现代钢铁生产的重要工艺之一，炼铁高炉所用的还原剂是焦炭、煤、重油等，用空气鼓风生产还原剂CO并提供高温热量，由于空气中氮含量很高，稀释了还原气中的 CO，故高炉煤气中的CO含量低，氮含量高，典型的高炉煤气中含CO：24-26％；CO2 14-16％； H2 1-2％；CH4 0.3-0.8％；N2 56-59％。热值：3200-4000kJ/Nm3；此外高炉煤气中还存在H2S、 COS、SO2、SO3等硫化物。这些含有硫化物的高炉煤气未经脱硫处理直接作为电厂锅炉、炼铁厂热风炉、炼钢厂加热炉的燃料使用，故，导致电厂锅炉、炼铁厂热风炉、炼钢厂加热炉的烟气排放中SO2含量均达不到国家超净排放要求，通常其排放的烟气中SO2含量大于 50mg/m3，有的生产厂排放的烟气中SO2的含量甚至高达250mg/m3以上，给环境和人们的身体健康造成了严重威胁。
为了解决这些问题，业内研究者们作出了许多努力，他们的视线都集中在如何进行有效脱硫的工艺上。传统酸碱中和的脱硫工艺无法高效去除，同时会增加后续热风炉、烧结机、球团炉、加热炉、锅炉发电等高炉煤气用户的环保投资。目前较为成熟的方法是在TRT装置后设置湿法洗涤装置进行酸性气体的脱除，该种方法可以有效的脱除高炉煤气中的酸性气体 H2S、SO2、SO3等酸性气体，但无法脱除高炉煤气中的COS，导致燃烧后的烟气中SO2含量超标。另一种方法是在烟气中脱硫，但因为燃烧后烟气的体积增加数倍，而且温度高、压力低，导致烟气脱硫存在设备庞大、耗水量大、循环水需单独处理、脱除成本较高、产生二次污染等不足。
因此开发一种高炉煤气前置脱有机硫的治理技术，对实现高炉煤气达标排放，降低高炉煤气用户后置脱硫投资和运行成本十分具有意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高炉煤气有机硫脱除方法，该脱除方法工艺简单，易操作，适合连续规模化生产，可快速、安全、高效地对高炉煤气有机硫进行脱除，脱除效果好、效率高，二次污染小，能实现经济效益、社会效益和生态效益的有机统一。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高炉煤气有机硫脱除方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、高炉煤气初步过滤：将高炉煤气经干法布袋除尘装置进行初步过滤，除尘净化；
步骤S2、吸收塔吸收：将经过步骤S1初步过滤后的高炉煤气送入吸收塔，在吸收塔内的多段填料中与特种胺溶剂进行气液传质反应，煤气中的H2S及羰基硫(COS)被溶剂吸收形成富液；
步骤S3、解析再生：通过富液泵将经过步骤S2制得的一定量的富液送至再生塔进行解析再生，剩余的富液送入吸收塔中部进行循环利用，净化后的低硫煤气排出至燃烧设备；
步骤S4、再次解析再生：在再生塔的再生槽中采用再沸器将溶液加热到一定温度使之气化，并解析出含高浓度无机硫化物的气体，高浓度气体进入硫回收装置。
进一步的，步骤S1中所述布袋除尘装置除尘后的高炉煤气经过装填保护剂的净化炉，进一步脱除高炉煤气中的粉尘并脱除氯。
优选的，所述保护剂为中性氧化铝、镁铝尖晶石、高铝瓷球中的至少一种。
优选的，步骤S2中所述特种胺溶剂为N,N-二甲基1,3丙二胺、N-牛脂基二丙基三胺、 N-油基-1,3-丙二胺中的至少一种。
优选的，步骤S3中所述一定量为富液总重量的1/7-1/13。
优选的，步骤S4中所述一定温度为120-150℃。
本发明的另一个目的，在于提供一种根据所述一种高炉煤气有机硫脱除方法制得的脱硫高炉煤气。
由于上述技术方案运用，本发明专利与现有技术相比具有下列优点：本发明提供的一种高炉煤气有机硫脱除方法，该脱除方法工艺简单，易操作，适合连续规模化生产，可快速、安全、高效地对高炉煤气有机硫进行脱除，脱除效果好、效率高，二次污染小，能实现经济效益、社会效益和生态效益的有机统一。
具体实施方式
一种高炉煤气有机硫脱除方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、高炉煤气初步过滤：将高炉煤气经干法布袋除尘装置进行初步过滤，除尘净化；
步骤S2、吸收塔吸收：将经过步骤S1初步过滤后的高炉煤气送入吸收塔，在吸收塔内的多段填料中与特种胺溶剂进行气液传质反应，煤气中的H2S及羰基硫(COS)被溶剂吸收形成富液；
步骤S3、解析再生：通过富液泵将经过步骤S2制得的一定量的富液送至再生塔进行解析再生，剩余的富液送入吸收塔中部进行循环利用，净化后的低硫煤气排出至燃烧设备；
步骤S4、再次解析再生：在再生塔的再生槽中采用再沸器将溶液加热到一定温度使之气化，并解析出含高浓度无机硫化物的气体，高浓度气体进入硫回收装置。
进一步的，步骤S1中所述布袋除尘装置除尘后的高炉煤气经过装填保护剂的净化炉，进一步脱除高炉煤气中的粉尘并脱除氯。
优选的，所述保护剂为中性氧化铝、镁铝尖晶石、高铝瓷球中的至少一种。
优选的，步骤S2中所述特种胺溶剂为N,N-二甲基1,3丙二胺、N-牛脂基二丙基三胺、 N-油基-1,3-丙二胺中的至少一种。
优选的，步骤S3中所述一定量为富液总重量的1/7-1/13。
优选的，步骤S4中所述一定温度为120-150℃。
本发明的另一个目的，在于提供一种根据所述一种高炉煤气有机硫脱除方法制得的脱硫高炉煤气。
由于上述技术方案运用，本发明专利与现有技术相比具有下列优点：本发明提供的一种高炉煤气有机硫脱除方法，该脱除方法工艺简单，易操作，适合连续规模化生产，可快速、安全、高效地对高炉煤气有机硫进行脱除，脱除效果好、效率高，二次污染小，能实现经济效益、社会效益和生态效益的有机统一。
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
实施例1提供一种高炉煤气有机硫脱除方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、高炉煤气初步过滤：将高炉煤气经干法布袋除尘装置进行初步过滤，除尘净化；
步骤S2、吸收塔吸收：将经过步骤S1初步过滤后的高炉煤气送入吸收塔，在吸收塔内的多段填料中与特种胺溶剂进行气液传质反应，煤气中的H2S及羰基硫(COS)被溶剂吸收形成富液；
步骤S3、解析再生：通过富液泵将经过步骤S2制得的一定量的富液送至再生塔进行解析再生，剩余的富液送入吸收塔中部进行循环利用，净化后的低硫煤气排出至燃烧设备；
步骤S4、再次解析再生：在再生塔的再生槽中采用再沸器将溶液加热到一定温度使之气化，并解析出含高浓度无机硫化物的气体，高浓度气体进入硫回收装置。
步骤S1中所述布袋除尘装置除尘后的高炉煤气经过装填保护剂的净化炉，进一步脱除高炉煤气中的粉尘并脱除氯；所述保护剂为中性氧化铝。
步骤S2中所述特种胺溶剂为N,N-二甲基1,3丙二胺。
步骤S3中所述一定量为富液总重量的1/7。
步骤S4中所述一定温度为120℃。
一种根据所述一种高炉煤气有机硫脱除方法制得的脱硫高炉煤气。
实施例2
实施例2提供一种高炉煤气有机硫脱除方法，其与实施例1基本相同，不同的是，所述保护剂为镁铝尖晶石；步骤S2中所述特种胺溶剂为N-牛脂基二丙基三胺；步骤S3中所述一定量为富液总重量的1/8；步骤S4中所述一定温度为130℃。
实施例3
实施例3提供一种高炉煤气有机硫脱除方法，其与实施例1基本相同，不同的是，所述保护剂为高铝瓷球；步骤S2中所述特种胺溶剂为N-油基-1,3-丙二胺；步骤S3中所述一定量为富液总重量的1/9；步骤S4中所述一定温度为135℃。
实施例4
实施例4提供一种高炉煤气有机硫脱除方法，其与实施例1基本相同，不同的是，所述保护剂为中性氧化铝、镁铝尖晶石、高铝瓷球按质量比1:2:3混合而成；步骤S2中所述特种胺溶剂为N,N-二甲基1,3丙二胺、N-牛脂基二丙基三胺、N-油基-1,3-丙二胺按质量比2:1:1混合而成；步骤S3中所述一定量为富液总重量的1/10；步骤S4中所述一定温度为135℃。
实施例5
实施例5提供一种高炉煤气有机硫脱除方法，其与实施例1基本相同，不同的是，所述保护剂为中性氧化铝；步骤S2中所述特种胺溶剂为N-牛脂基二丙基三胺；步骤S3中所述一定量为富液总重量的1/12；步骤S4中所述一定温度为140℃。
对比例1
对比例1提供一种高炉煤气有机硫脱除方法，其与实施例1基本相同，不同的在于，没有步骤S1、高炉煤气初步过滤。
对比例2
对比例2提供一种高炉煤气有机硫脱除方法，其与实施例1基本相同，不同的在于，用饱和碳酸钠溶液代替特种胺溶剂。
对比例3
对比例3提供一种高炉煤气有机硫脱除方法，其与实施例1基本相同，不同的在于，没有添加保护剂。
为了进一步说明各实施例的有益技术效果，对以上实施例1-5及对比例1-3所述高炉煤气有机硫脱除方法制成的脱硫高炉煤气中有机硫的脱除率，使得净化后的煤气中总硫含量，净化煤气燃烧后产生的SO2含量进行测试，测试结果见表1，测试方法按照相应国标。
从表1可以看出，本发明实施例方法对高炉煤气中有机硫的脱除率≥90％，使得净化后的煤气中总硫含量≤25mg/Nm3，净化煤气燃烧后产生的SO2≤30mg/Nm3。这些明显优于对比例的数据是各步骤协同作用的结果。
表1
测试项目 有机硫的脱除率 煤气中总硫含量 净化煤气燃烧后产生的SO<sub>2</sub>
单位 ％ mg/Nm<sup>3</sup> mg/Nm<sup>3</sup>
实施例1 90 25 30
实施例2 92 23 25
实施例3 93 20 23
实施例4 95 19 21
实施例5 96 17 18
对比例1 84 30 37
对比例2 75 45 43
对比例3 81 29 35
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高炉煤气有机硫脱除方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、高炉煤气初步过滤：将高炉煤气经干法布袋除尘装置进行初步过滤，除尘净化；
步骤S2、吸收塔吸收：将经过步骤S1初步过滤后的高炉煤气送入吸收塔，在吸收塔内的多段填料中与特种胺溶剂进行气液传质反应，煤气中的H2S及羰基硫(COS)被溶剂吸收形成富液；
步骤S3、解析再生：通过富液泵将经过步骤S2制得的一定量的富液送至再生塔进行解析再生，剩余的富液送入吸收塔中部进行循环利用，净化后的低硫煤气排出至燃烧设备；
步骤S4、再次解析再生：在再生塔的再生槽中采用再沸器将溶液加热到一定温度使之气化，并解析出含高浓度无机硫化物的气体，高浓度气体进入硫回收装置。
2.根据权利要求1所述的一种高炉煤气有机硫脱除方法，其特征在于，步骤S1中所述布袋除尘装置除尘后的高炉煤气经过装填保护剂的净化炉，进一步脱除高炉煤气中的粉尘并脱除氯。
3.根据权利要求2所述的一种高炉煤气有机硫脱除方法，其特征在于，所述保护剂为中性氧化铝、镁铝尖晶石、高铝瓷球中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种高炉煤气有机硫脱除方法，其特征在于，步骤S2中所述特种胺溶剂为N,N-二甲基1,3丙二胺、N-牛脂基二丙基三胺、N-油基-1,3-丙二胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种高炉煤气有机硫脱除方法，其特征在于，步骤S3中所述一定量为富液总重量的1/7-1/13。
6.根据权利要求1所述的一种高炉煤气有机硫脱除方法，其特征在于，步骤S4中所述一定温度为120-150℃。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的一种高炉煤气有机硫脱除方法制得的脱硫高炉煤气。
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